Thèse soutenue

Fonctionnalisation de couches minces de verres métalliques par irradiation laser femtoseconde
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Auteur / Autrice : Mathilde Prudent
Direction : Jean-Philippe ColombierFlorent Bourquard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science des matériaux, Interaction laser-matière
Date : Soutenance le 12/07/2022
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Hubert Curien (Saint-Etienne ; 1995-....) - Laboratoire Hubert Curien [Saint Etienne]
établissement opérateur d'inscription : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)
Jury : Président / Présidente : Philippe Steyer
Examinateurs / Examinatrices : Jean-François Pierson, Christophe Pupier, Florence Garrelie
Rapporteurs / Rapporteuses : Nadjib Semmar, Inka Manek-Hönninger

Résumé

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Ces travaux de thèse s’axent autour de la fonctionnalisation de surface, par laser femtoseconde, de films minces de verres métalliques, à base de zirconium et de cuivre. Cette fonctionnalisation se décompose en deux sous-catégories : la création de modifications topographiques et la génération de modifications structurales et chimiques. Pour ce faire, différents dispositifs d’irradiation et une large gamme de paramètres ont été testés. Les résultats d’irradiations s’orientent autour de deux pôles, à savoir, les irradiations en régime de fluences de nanostructuration et d’ablation. En régime peu ablatif, nous avons révélé la possibilité de générer une forte concentration de nanopuits en surface du matériau irradié. Le point fort des résultats est que l’ensemble du procédé et des caractéristiques de ces nanopuits peuvent être maîtrisés : de la formation des films minces avec la morphologie adéquate, à leur irradiation. Une mise en forme temporelle d’impulsion a permis de créer une double structuration constituée de nanopuits et de HSFL. Les régimes ablatifs d’irradiation ont révélé des structures plus marquées comme des LSFL. Cependant, ils ont surtout mis en lumière des phénomènes chimiques de ségrégation d’espèces et d’oxydation préférentielle se produisant dans le matériau irradié. Ces résultats de recherche ouvrent des perspectives applicatives combinant les domaines de prédilection des verres métalliques à ceux des texturations laser. Nos couches minces de verre métallique texturées par laser pourront présenter des propriétés mécaniques accrues, une mouillabilité contrôlée, un comportement antibactérien, ou seront également aptes à stocker des liquides actifs.